Основы проектирования и оборудования цехов (стр. 6 из 7)
, (17)где N – число плавок в цехе за сутки;
T1 – задолженность ковша на одну плавку, мин.;
m – средняя стойкость рабочей футеровки, шт.;
Т2 – продолжительность холодного ремонта, включая ломку футеровки, ее кладку и сушку, ч.
Задолженность ковша на плавку (T1) при выпуске стали в ковш, установленный на сталевозе, складывается из следующих операций, мин.:
o ожидание выпуска металла, включая захват ковша на стенде для сушки 5-10;
o выпуск металла 5-10;
o измерение температуры, выдержка и подача ковша к составу для разливки 5-20;
Задолженность ковша на холодный ремонт (Т2) складывается из следующих операций, мин.:
o слив шлака из ковша 5-10;
o охлаждение ковша 90-120;
o текущий ремонт ковша, включая удаление скрапины, удаление шиберного затвора, очистку и мелкий ремонт футеровки 40 — 60;
o установка шиберного затвора, включая перестановку ковша на стенд для монтажа шиберного затвора 15-25;
o сушка в разогрев ковша, включая установку ковша на стенд для сушки 60-90.
По практическим данным принимаем m = 35-40 плавок.
шт.3.2.3 Расчет количества кранов
Пролет обслуживается несколькими мостовыми литейными кранами с двумя или тремя лебедками различной грузоподъемности.
Расчёт количества литейных кранов можно проводить таким же методом, как для шихтового пролёта, но можно сделать это и упрощённо так, как это делается Гипримезом: подсчитывается количество основных крановых операций с ковшом при его межплавочной подготовке, при выходе ковша на холодный ремонт и замене шлаковых чаш, причем продолжительность каждой операции принята одинаковой, равной 4 мин. Так, при межплавочной подготовке ковша схема перестановок имеет вид: подъём со сталевоза – установка на стенд МНЛЗ – съем со стенда МНЛЗ – кантовка шлака – стенд для охлаждения – стенд для выдавливания стаканов – стенд подготовки к плавке – стенд для сушки – сталевоз (9 операций).
При определении количества операций необходимо учитывать размещение агрегатов для внепечной обработки.
При выходе ковша на холодный ремонт: съем со стенда – стенд для охлаждения – установка на стенд для ломки футеровки – ремонтная яма – стенд для сушки – стенд для подготовки к плавке. Зная количество ковшей, отправляемых в ремонт в течение суток, определяют задолженность на этот цикл работ. При замене шлаковых чаш количество операций рассчитывается аналогично. Продолжительность неучтенных (вспомогательных) – работ принимается равной 10 % от основных. Коэффициент, учитывающий неравномерность работы печей, принимается равным 1,15- 1,3.
Грузоподъемность кранов, обеспечивающих работу раздаточного пролета составляет 180/63/20.
Количество кранов пролета n определяется из соотношения
,где N – количество плавок по цеху за сутки, шт.(см.п.2.1.5) N = 49;
Tкр. – задолженность крана на одну плавку (время на каждую операцию крана), мин/пл.;
К – коэффициент, учитывающий неравномерность работы печей. Принимаем К = 1,3.
– коэффициент использования крана, по нормам ГИПРОМЕЗа. Принимаем 
.Задолженность ковша на холодный ремонт (Т2) складывается из следующих операций, мин.(см.п.3.3.2):
мин.Таким образом, общая продолжительность учтенных крановых работ составляет:
, мин.Продолжительность неучтенных работ составляет 10 % от учтенных, т.е.
, мин.Общая задолженность крана на одну плавку:
, мин. 
мин. 
мин. 
шт. Принимаем n = 5 шт.3.2.4 Определение производительности и основных параметров МНЛЗ
Годовая производительность МНЛЗ (т/год литых заготовок) рассчитывается по формуле
, (18)где М – масса плавки, т. Принимаем М = 100 т;
n – число плавок в серии при разливке методом «плавка на плавку» (при разливке одиночными плавками n = 1);
T1 – продолжительность разливки одной плавки, мин;
Т2 – продолжительность подготовки машины к приему следующей серии плавок (плавки), мин. Принимаем T2 = 50 мин;
КВ – выход годных литых заготовок (учитывает потери металла при разливке в виде обрези, брака, окалины, «козлов»);
Ф – фонд времени работы МНЛЗ, сут./год. Принимаем Ф = 330 сут.
Продолжительность разливки одной плавки (T1) оценивается по формуле
, (19)где М – масса плавки, т;
V – нормативная скорость разливки, м/мин;
nP – количество ручьев. Принимаем nP = 4 шт.;
m – масса погонного метра заготовки, кг. Принимаем m = 700 кг;
КP – коэффициент, учитывающий непредвиденные потери времени при разливке: изменение скорости начала и конца разливки, выход из строя одного ручья и др. (для многоручьевых МНЛЗ принимается Кр < 0,9, для одноручьевой машины Кр = 1).
После расчета Т1 следует проверить, не превышает ли оно допустимое время пребывания металла в ковше, так как от выпуска до конца разливки температура расплава в ковше непрерывно понижается из-за тепловых потерь через футеровку и шлак, и при чрезмерно большой выдержке литейные свойства разливаемого металла ухудшаются или вообще теряются.
Скорость разливки (V) определяет как производительность машины, так и качество заготовок. С увеличением скорости возрастает производительность машины, но это сопровождается возрастанием осевой пористости литых заготовок. При высоких скоростях разливки увеличивается опасность разрыва тонкой твердой оболочки металла в кристаллизаторе.
В отечественной практике для расчета нормативных скоростей разливки (м/мин) применяется формула, разработанная ЦНИИЧМ
, (20)где К – коэффициент, величина которого зависит от марки стали и вида литых заготовок [1, с. 34, таблица 8];
а – толщина слитка, м;
б – ширина слитка, м (при квадратном сечении слитка а = б).
м/мин. 
мин.Количество ручьев в МНЛЗ определяют исходя из обеспечения согласованности времени разливки с нормативной скоростью разливки. Согласно нормам технологического проектирования рекомендуется принимать в слябовых МНЛЗ не более двух ручьев, в сортовых – до восьми. Продолжительность подготовки МНЛЗ к приему следующей плавки (Т2) не должна превышать 60 мин.
При определении фонда времени (Ф) исходят из норм технологического проектирования, где продолжительность простоев на профилактических ремонтах принимается равной 8 ч в неделю, на планово-предупредительных ремонтах – 2 сут. в месяц, на капитальных – 12 сут. в год. Нормами предусматриваются потери времени при замене кристаллизаторов, секций вторичного охлаждения, при ликвидациях последствий прорыва металла и т.д. Общее количество простоев в течение года у слябовых машин составляет 74 сут., отсюда фонд времени работы Ф равняется: 365 – 74 = 291 сут.; простои сортовых машин составляют 65 сут. и фонд времени работы – 300 сут.
При создании новых высокопроизводительных автоматизированных МНЛЗ нормами принимается для слябовых машин фонд рабочего времени 320 сут., для сортовых – 330 сут.
Число плавок в серии (С) при разливке методом «плавка на плавку» зависит от соотношения продолжительности разливки одной плавки и интервала между выпусками стали из сталеплавильных агрегатов. Разливка сериями удается, если продолжительность разливки и интервалы между выпусками равны. В ЭСПЦ это достигается не всегда, во-первых, из-за характерного для ЭСПЦ разнообразного сортамента выплавляемых сталей и, во-вторых, из-за того, что продолжительность плавки даже в сверхмощных печах сейчас пока больше продолжительности разливки на МНЛЗ. В этих условиях относительно просто организовать совместную работу двух печей, выплавляющих одинаковую марку стали, для серии из трех плавок. Значительно сложней в таком же цехе организовать серии из четырех плавок. Впрочем, в специализированных цехах, оснащенных тремя-четырьмя печами, сортамент которых неширок, например, ЭСПЦ ОЭМК, ориентированный на производство шарикоподшипниковой стали, удается разливать сериями по 10 плавок и более.
Выход годных заготовок (КВ) представляет собой отношение массы годных литых заготовок к массе разлитого жидкого металла
, (21)где П – отходы металла при разливке, образующиеся за счет головной и хвостовой обрези, скрапа в промковше, потерь при газорезке слитка на мерные заготовки, окисления поверхности слитка и, наконец, за счет аварийного скрапа.
Определим выход годных заготовок при разливке плавки массой 100 т на четырехручьевой машине, отливающей заготовки сечением 300x300 мм.
Длину головной обрези на один ручей принимаем равной 300 мм, тогда масса головной обрези на плавку составит: 0,34 - 700 = 840 кг, здесь 700 – масса (кг) погонного метра заготовки сечением 300x300.